DE2206633B2

DE2206633B2 - Vorrichtung zur Identifizierung von Farben

Info

Publication number: DE2206633B2
Application number: DE2206633A
Authority: DE
Inventors: Helmut 8021 Taufkirchen Schober
Original assignee: Erwin Sick GmbH Optik Elektronik
Current assignee: Erwin Sick GmbH Optik Elektronik
Priority date: 1972-02-11
Filing date: 1972-02-11
Publication date: 1976-01-02
Also published as: FR2171331A1; DE2206633A1; FR2171331B1; IT978661B; CH559354A5; DE2206633C3; GB1411341A; US3809892A

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Identifizierung von Farben mit drei auf jeweils eine der drei Grundfarben der untersuchten Farbe ansprechenden Fotoempfängern und mit einer an die Fotoempfänger angeschlossenen Auswerteschaltung zur Erzeugung eines für die untersuchte Farbe charakteristischen Si

gnals aus den drei Grundfarbensignalen.

Bei bekannten Geräten dieser Art (US-PS 32 10 552) wird als Referenzsignal für die Grundfarbenmessung eine feste Ansprechschwelle verwendet, welche jedoch relativ hoch gelegt werden muß, da in der Praxis ideale Grundfarben ohne Weißanteil praktisch nicht vorkommen. Diese relativ hohe Schwelle hat den Nachteil, daß Mischfarben nur schwer erkannt werden können und sich die Alterung der Farben, des Beleuchtungskörpers oder des Fotoempfängers nachteilig bemerkbar machen.

Das Ziel der Erfindung besteht demgegenüber darin, eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung zu schaffen, mit der ein Farbton selbst dann noch eindeutig und fehlerfrei identifiziert werden kann, wenn z. B. bei zu geringer Breite oder einer Verschiebung der zu identifizierenden Farbmarken das Helligkeitssignal schwächer wird, ohne daß der Farbton sich ändert, oder die Farbe nicht satt genug auf einen hellen Untergrund aufgetragen ist, so daß Weiß durchscheint und die Helligkeitssignale verfälscht werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Auswerteschaltung folgende Schaltkreise enthält:

a) einen an die drei Fotoempfänger angeschlossenen Schaltkreis zur Auswahl des größten der drei Grundfarbensignale;

b) einen an die drei Fotoempfänger angeschlossenen Schaltkreis zur Auswahl des kleinsten der drei Grundfarbensignale;

c) drei Differenzverstärker, deren einer Eingang jeweils mit einem der Fotoempfänger und deren anderer Eingang jeweils mit dem Ausgang des Schaltkreises zur Auswahl des kleinsten der drei Grundfarbensignale verbunden ist;

d)i einen weiteren Differenzverstärker, dessen einer Eingang mit dem Ausgang des Schaltkreises zur Auswahl des kleinsten der drei Grundfarbensignale und dessen anderer Eingang mit dem Ausgang des Schaltkreises zur Auswahl des größten der drei Grundfarbensignale verbunden ist;
c) drei Komparatorstufen zum Vergleich des Ausgangssignals jeweils eines der drei Differenzverstärker mit dem Ausgangssignal des weiteren Differenzverstärkers ;

f) eine Logikschaltung mit Schaltverstärkern zur Ermittlung der untersuchten Farbe aus den Ausgangssignalen der Komparatorstufen.
Auf Grund dieser Ausbildung wird praktisch der Weißanteil aus den Signalen eleminiert, so daß z. B. das Durchscheinen eines weißen Untergrundes bei nicht satt genug deckenden Farben keinen nachteiligen Einfluß auf die Identifizierung ausübt. Der Vergleich der Differenzsignale der Grundfarben — Differenzverstärker — mit dem Ausgang des weiteren Differenzverstärkers führt dazu, daß ein Altern der verwendeten Beleuchtungslampen keinen Einfluß auf die Güte der Messung hat.

Schaltkreise zur Auswahl des größten bzw. des kleinsten von drei Grundfarbensigna'en sind bei Schaltungen zur Erzeugung eines Schwarzanteilsignals für Farbdruckmaschinen bereits bekannt, vgl. die US-PS 35 60 757.

Um unterschiedliche Empfindlichkeiten der verschiedenen Fotoempfänger berücksichtigen zu können, ist zweckmäßigerweise nach jedem Fotoempfänger ein getrennt 1 egelbarer Vorverstärker eingeschaltet, welcher außerdem die relativ schwachen Fotosienale auf

einen gut zu verarbeitenden Pegel verstärkt

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform ist so ausgebildet, daß jede Komparatorstufe aus mehreren einzelnen Komparatoren mit jeweilr unterschiedlicher Ansprechschwelle besteht. Auf diese Weise ist eine fei- S nere Identifizierung der Farben möglich, weil innerhalb jeder aus mehreren Komparatoren bestehenden Stufe für die betreffende Grundfarbe jeweils deren Anteil in bestimmten Insensitätsstufen festgestellt werden kann.

Eine besonders bevorzugte Ausführungsform im Hinblick auf die Universalität der Farbidentifizierung und die Einfachheit des Aufbaus kennzeichnet sich dadurch, daß jede Komparatorstufe zwei Komparatoren aufweist. Die Ansprechschwelle jeweils eines Komparators jeder Komparatorstufe liegt dabei vorteilhafterweise bei 40% des einen Eingangs in bezug auf den anderen, während die Ansprechschwelie des jeweils anderen Komparators 75% beträgt. Besonders zweckmäßig ist es, wenn die verschiedenen, von der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu identifizierenden Farben durch Unterteilung des Farbkreises in zwölf empfindungsmäßig gleiche Teile gebildet werden.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise an Hand des Blockschaltbildes Oesehricben.

Nach der Zeichnung liegen am Eingang der Schaltung drei Fotoempfänger 11,12 und 13.

Jeder der drei Fotoempfänger 11, 12, 13 ist über regelbare Vorverstärker 14,15,16 an einen Schaltkreis 17 zur Auswahl des kleinsten der drei Grundfarbensignale und einen Schaltkreis 21 zur Auswahl des größten der drei Grundfarbensignale angelegt. Der Fotoempfänger U empfängt den Rotanteil, der Fotoempfänger 12 den Grünanteil und der Fotoempfänger 13 den Blauanteil, was durch die Buchstaben R, G bzw. B an den Vorverstärkern 14,15 und 16 angedeutet ist.

Die Ausgänge der Vorverstärker 14, 15 16 sind außerdem mit je einem Eingang von Differenzverstärkern 18, 19 bzw. 20 verbunden, deren anderer Eingang am Ausgang des Schaltkreises 17 liegt.

Der Ausgang des Schaltkreises 21 liegt an einem Differenzverstärker 22, dessen anderer Eingang ebenfalls vom Ausgang des Schaltkreises 17 gespeist wird. Die Differenzverstärker 18, 19, 20 und 22 führen die Weißwert-Kompensation durch.

An den Ausgang jedes der Differenzverstärker 18,19 und 20 sir:d jeweils Komparatorstulen 23, 24 bzw. 25 angelegt, welche jeweils einer der Grundfarben R, G, D zugeordnet sind.

Jede Komparatorstufe 23, 24, 25 besteht aus zwei parallelgeschalteten Komparatoren 23a, 23b, 24a, 246 und 25a, 256. Die Komparatoren weisen derartige Ansprechschwellen auf, daß die ersten Komparatoren 23a, 24a und 25a dann ansprechen, wenn das von den Differenzverstärkern 18, 19, 20 kommende Signal 40% des Ausgangssignals des Differenzverstärkers 22 beträgt. Die Komparatoren 236, 246 und 256 sind auf eine höhere Ansprechschwelle von etwa 75% eingestellt.

Die Ausgänge jedes Komparators führen zu einer Logik 26 mit Schaltverstärker, in der die eingehenden Signale ausgewertet werden, so daß am Ausgang Färbausgangssignale entstehen, die dem zu identifizierenden Farbton entsprechen. Zum Beispiel bedeuten die in der Zeichnung angedeuteten Farbausgänge folgendes: 1-Rot, 2-Gelb, 3-Grün, 4-Blau, 5-Cyan, 6-Magenta.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist wie folgt:

Der Schaltkreis 21 wähit aus den drei von den Vorverstärkern 14, 15 und 16 kommenden Signalen R g und ßdas größte aus.

Das Ausgangssignal des Schaltkreises 21 entspricht also dem Farbwert der stärksten Grundfarbe zuzüglich dem Weißwert, in dem die betreffende Grundfarbe ja ebenfalls enthalten ist.

Am Ausgang des Schaltkreises 17 erscheint ein Signal, das die schwächste der drei Grundfarben R, G und B wiedergibt, also repräsentativ für den Weißgehalt des gemessenen Lichtes ist.

Die in den Differenzverstärkern 18, 19 und 20 durchgeführte Differenzbildung führt also zu Ausgangssignalen an diesen Stufen, die die reinen Farbwerte, also ohne Weißanteil, wiedergeben.

Da in dem Differenzverstärker 22 von dem Ausgangssignal des Schaltkreises 21 der Weißwert ebenfalls abgezogen wird, entspricht das Ausgangssignal des Verstärkers 22 dem Farbwert der stärksten Grundfarbe.

Das Ausgangssignal des Differenzverstärkers 22 wird nun in den Komparatorstufen 23, 24, 25 als Bezugssignal verwendet, wodurch der Einfluß von Änderungen in der Vorrichtung (Lampenalterung usw.) ausgeschaltet wird.

Würde pro Komparatorstufe nur ein Komparator verwendet werden, so würden insgesamt sechs verschiedene Farbtöne unterschieden werden können. Unbunte Farbtöne kann die Vorrichtung nicht erkennen.

Werden nun — wie in dem Blockschaltbild dargestellt — pro Komparatorstufe zwei Komparatoren mit Ansprechschwellen von 40 bzw. 75% verwendet, so kann die Vorrichtung innerhalb jeder Grundfarbe noch zwischen zwei verschiedenen Intensitätsstufen unterscheiden.

Die dargestellte Anordnung von zwei Komparatoren pro Stufe ermöglicht mindestens zwölf verschiedene Farbionidentifizierungen.

Für eine derartige Auflösung ist der apparative Aufwand bei Erzielung einer hohen Genauigkeit noch relativ gering. Derartige Farbunterschiede lassen sich visuell auch noch gut feststellen.

Die Ausgänge der Komparatoren werden in der Logik und dem Schaltverstärker derart verknüpft, daß an den Farbausgängen 1 bis 7 digitale Signale zur Verfügung stehen. Für jede Farbe des Farbkreises gibt es einen Ausgang, so daß bei jeder Messung stets nur ein Ausgang eine 1 anzeigt, während die anderen Ausgänge auf 0 stehen.

Es wird also eine Vorrichtung zur Farbtonidentifizierung geschaffen, welche bei relativ geringem schaltungstechnischen Aufwand eine hohe Genauigkeit selbst dann noch gewährleistet, wenn die Farbmarken nicht genau oder nicht sauber genug aufgebracht sind, die Farben mit der Zeit dunkler geworden sind und/oder eine Alterung der Beleuchtungsvorrichtungen oder der Fotoempfänger stattgefunden hat.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

0*) Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Identifizierung von Farben mit drei auf jeweils eine der drei Grundfarben der untersuchten Farbe ansprechenden Fotoempfängern und mit einer an die Fotoempfänger angeschlossenen Auswerteschaltung zur Erzeugung eines für die untersuchte Farbe charakteristischen Signals aus den drei Grundfarbensignalen, dadurch ge- ίο kennzeichnet, daß die Auswerteschaltung folgende Schaltkreise enthält:

a) einen an die drei Fotoempfänger (11, 12, 13) angeschlossenen Schaltkreis (21) zur Auswahl des größten der drei Grundfarbens'gnale;

b) einen an die drei Fotoempfänger (11, 12, 13) angeschlossenen Schaltkreis (17) zur Auswahl des kleinsten der drei Grundfarbensignale;

c) drei Differenzverstärker (18, 19, 20), deren einer Eingang jeweils mit einem der Fotoempfänger (11, 12, 13) und deren anderer Eingang jeweils mit dem Ausgang des Schaltkreises (17) zur Auswahl des kleinsten der drei Grundfarbensignale verbunden ist;

d) einen weiteren Differenzverstärker (22), dessen einer Eingang mit dem Ausgang des Schaltkreises (17) zur Auswahl des kleinsten der drei Grundfarbensignale und dessen anderer Eingang mit dem Ausgang des Schaltkreises (21) zur Auswahl des größten der drei Grundfarbensignale verbunden ist;

e) drei Komparatorstufen (23, 24, 25) zum Vergleich des Ausgangssignals jeweils eines der drei Differenzverstärker (18, 19, 20) mit dem Ausgangssignal des weiteren Differenzverstärkers (22);

f) eine Logikschaltung (26) mit Schaltverstärkern zur Ermittlung der untersuchten Farbe aus den Ausgangssignalen der Komparatorstufen (23, 24,25).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach jedem Fotoempfänger (11, 12, 13) ein getrennt regelbarer Vorverstärker (14, 15, 16) eingeschaltet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Komparatorstufe (23, 24, 25) aus mehreren einzelnen Komparatoren mit jeweils unterschiedlicher Ansprechschwelle besteht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede Komparatorstufe (23,24,25) zwei Komparatoren (23a, 23f>; 24a, 246; 25a, 25fc) aufweist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansprechschwelle jeweils eines Komparators (23a, 24a, 25a) jeder Komparatorstufe bei 40% des einen Eingangs in bezug auf den anderen Hegt, und daß die Ansprechschwelle des jeweils anderen Komparators (236, 24/>, 25f>) bei 75% liegt.